X. était affilié auprès de L'assurance-maladie Y. (ci-après : la caisse) pour l'assurance obligatoire des soins du 1er janvier 2003 au 31 décembre 2005. Précédemment il était assuré auprès de l'assurance-maladie Z. (jusqu'au 31.12.2002) et depuis le 1.1.2006 il est affilié à l'assurance-maladie W.
En juin 2003, l'assurance-maladie Y. a été informée par l'Hôpital de Perreux de l'hospitalisation du prénommé depuis le 23 mai 2000. Interrogé par la caisse, l'hôpital a répondu que le diagnostic était celui d'une affection neuropsychiatrique et que l'assuré séjournait dans cet établissement depuis le 23 mai 2000.